2018年5月21日月曜日

細胞の分子生物学 第4章「DNA, 染色体,ゲノム」


担当:顔
参加者:9名

概要
 DNAの構成単位であるヌクレオチドは糖、リン酸また塩基また塩基の水素結合を通して2本のヌクレオチド鎖の螺旋というDNA分子を構成する。真核生物のDNAは染色体のセットに分納されて、タンパク質の複合体と結合して染色体に構成します。異なる真核生物の種はここの染色体へのゲノムの割り当て方も異なる。
 またにヘテロクロマチンとユークロマチンを紹介しました。ヘテロクロマチンは普通、セントロメアの周りやテロメア近くに見つかるが、染色体の他の多くの部位にも存在する。遺伝子はヘテロクロマチンに詰め込まれると休止状態になります。
 ランプブラシ染色体と多系染色体の研究から、各クロマチンループは30nmクロマチン繊維が折たまれできていると考えられる。
 DNAの複製や修復過程の精度は極めて高くて、ゲノムの塩基配列を維持する過程でランダムに起こる誤りはごく稀で、どの系統でも100万年ごとに1000塩基あたり約1塩基のみ変化する程度です。人とチンバンジーの遺伝子は基本的に同じなだけではなく、各染色体上の遺伝子の順序もほぼ同じである。


議論点
純化選択によって保存される重要な機能にどんなものがありますか。


純化選択は何か

・保存メカリズム
・大事な配列に変異しない
・大事な配列に変異したら死ぬ


重要な機能にどんなものがあるか

タンパク質翻訳領域
・RNA転写領域
・コドン表


まとめ
純化選択は保存メカリズムで、ある大事な配列に変異しないまたは変異したら死ぬということである。それを通して保存される機能はタンパク質翻訳領域、RNA転写領域などがある

2018年5月8日火曜日

細胞の分子生物学 第3章「タンパク質」

担当:新田
参加者:7名

概要
 タンパク分子の立体的なコンホメーションはアミノ酸配列によって決まる。大きなタンパク質はいくつかのドメインという規格単位が繋がったものであり、ドメインそのものが変化したり他のドメインと結合したりすることで進化してきた。
 あらゆるタンパク質は、リガンドが結合することによるコンホメーションの変化や、アミノ酸側鎖への小さな分子の共有結合的付加によって調節が行われており、この調節機構によって様々な働きをする。


議論点
酵素ドリンク(補酵素飲料)の効果

例:飲むヨーグルト(乳酸菌)
  ベルタ酵素ドリンク(165種類の酵素数、新酵素成分「エンザミン」)

効果
・そもそも酵素そのものは入っていないのではないか
 →市販品は衛生上加熱処理されているため、酵素の多くは失活する

・吸収はされないが酵素は入っている
 →消化を助ける等

・酵素を活性化させる
 →アミノ酸・ビタミン・ミネラル
 →補酵素(多くはビタミンとして知られる)

酵素と補酵素の違い
 酵素:反応しても無くならない、タンパク質
 補酵素:反応すると無くなる(一度使用されても再度使える)、タンパク質以外

まとめ
一般に酵素ドリンクと呼ばれるものには、実際には酵素そのものではなく、酵素反応に必要な補酵素が入っているのではないかと考えられる。

2018年5月1日火曜日

細胞の分子生物学 第2章 「細胞の化学と生合成」

担当:相澤
参加者:8名

[概要]
 生物は様々な化学反応で作られている系であり、反応の大部分は炭素化合物の反応である。この反応は小有機分子を使って構築されたりしている。また細胞における反応は高温域における反応が行われるために酵素と言われるタンパク質が制御のための触媒として使れて反応が進む。酵素は生体が食物からエネルギーを得るためにおいての解糖での段階的酸化でも働き、化学エネルギーがATPやNADHとして得られる。また解糖を始めとした、クエン酸回路、酸化的リン酸回路の三つの反応群が順番に反応が進み、それぞれの生成物が次の反応群の始まりとなる。それぞれがバランスを取らなければ代謝は崩れてしまうが、崩れると元に戻そうと働くため細胞の代謝のバランスは安定である。

[議論点]
ダイエットにおいて脂質の方が糖質よりも得るエネルギーが良いのか

様々な良さの定義から考えた結果

・効率の良さ
  エネルギーの貯蔵という点では脂質の方が1gで貯められるエネルギーが糖質の6倍ある。つまり重さあたりのエネルギー密度は脂質の方が大きい。したがって脂肪として蓄えてしまうため糖質の方が良い。

・汎用性の良さ
  糖質は血液によって運搬されるため、体のいろいろな場所のエネルギーとして利用できる。したがってエネルギーを消費しやすくなるため糖質の方が良い。

・即効性の良さ
  腹持ちが良いのは脂質である。しかしお腹が空けばその度に少しずつ食べれば良い。胃の中で消化しやすいのは糖質をこまめに食べれば良い。したがって糖質の方が良い。

・制御性の良さ
  脂質は酵素を4種類使う。また、解糖するには10種類必要である。したがって、分解するとき段階の少ない脂質の方が良い。しかしダイエットに関しては影響がないと考えられるため比較できない。

[まとめ]
 ダイエットに関しては糖質の方が良い。しかしダイエット以外の良さでは引き分ける。

2018年4月17日火曜日

細胞の分子生物学 第1章「細胞とゲノム」

担当:大林
参加者:8名

[概要]
 細胞は、全生物に共通する機構であるDNA→RNA→タンパク質という情報の流れに基づいた物質代謝を行い、その恒常性を実現している。この機構の成立の背景には遺伝子重複や細胞内共生などの遺伝子資源を増やす仕組みがある。

[議論点]
非翻訳DNAは不要か

non coding DNAの割合
 ヒト:98.5%
 トラフグ:50%以上
 大腸菌:11%以上
 non coding領域の量は進化可能性を反映しているかもしれない。

non coding DNAの機能を考える
 調節領域
 現在必要ではないが、いつか(過去も含む)必要な領域
  プログラミングにおけるコメントアウトのようなもの

non coding DNAがcoding DNAになる可能性はあるか
 コドン表(genetic code)は不変
  同じmRNAからは同じタンパク質ができる
  mRNA作成のコピーミスでバリエーションができる可能性
 配列変異によって、non codingがcodingになる可能性(de novo gene birth)

non coding DNAの分類
 特定の遺伝子に含まれない領域
 特定の遺伝子に含まれるが、splicingによって翻訳対象にならない領域(exon)

[まとめ]
 非翻訳DNAには、調節、未知の特定状況における翻訳DNA化、変異による翻訳DNA化(進化可能性)などの役割があり、不要と言い切るのは難しい。

2018年2月2日金曜日

Nature Podcast 2016/05/19 LEGO antibiotics

担当:石塚
参加者:7名

[概要]
 細菌やウィルスは薬で殺せるものの、しばらく経つとその薬に敵うように進化してしまうのでまた新しい薬を作らねばならない。しかし、いちから新薬を作るのは手間がかかる。
 そこで、今回の論文の著者はさまざまの薬に共通する部分をモジュールにした。これで、新薬は既存のモジュールの新しい組み合わせを見つけることでも出来るようになり、薬の開発が楽になるだろう。

[議論点]
細菌の進化は抑制できるか
 進化を妨げるか
  冷やせば良い
 進化しても殺せる薬を作るか
  毒を強めても殺しきれるとは限らない
  →甘やかせば良いのでは
  薬の効くところを大きく取ればよい

薬剤がある世界は幸せか
 人への薬
  よいところ:自分で治すより楽、がんも治せる
  悪いところ:副作用、効かなくなる。
   副作用を減らすDrug Deliveryもある。
 菌への薬
  よいところ:病気治す。食中毒も治せる
  悪いところ:副作用、効かなくなる

[まとめ]
 細菌のの進化を抑制する手立ては見つからなかった。薬がある方が良いかはわからなかった。

2018年1月30日火曜日

Nature Podcast (2016/05/05) Hungry minds

担当:栗本
参加者:7名

[概要]
 ヒトは他の類人猿と比較して、比較的大きな脳と珍しい生活史を持っている。今回、ヒト系統は長寿や脳の大きさを犠牲にすることなく、代謝の促進という進化をしているのではないかと仮定し、ヒト、チンパンジー、ボノボ、ゴリラ、オランウータンにおけるエネルギー消費(TEE)の値を計測した。結果として、ヒトは他の哺乳類に比べてTEEが多く、エネルギー配分と代謝率の増加はヒトにおいて極めて重要な進化であったと考えられる。

[議論点]
 脳は今の状態が最適か?
  →そうでない場合、どこが変化するのか?

脳の大きさとエネルギー消費の関係
ヒト      大きさ:中、エネルギー:大
チンパンジー  大きさ:中、エネルギー:中
オランウータン 大きさ:中、エネルギー:小
ゴリラ     大きさ:大、エネルギー:中
→ ヒト系統の中ではヒトがエネルギー消費率最大


エネルギー消費率が上がると、頭をもっと使えるのでは?
(普段から使っていれば、エネルギー消費率と関係なく使えるのでは?)
その変わり早く死ぬ可能性があるかも?

[まとめ]
 現状が最適かどうかは、今回のように現状を他の霊長類などと比べることも重要だと考えられるが、長い年月でヒトの進化の歴史を見たときに、今でもどんどんエネルギー消費率が上がっているのか、もう一定となっているのか、逆にエネルギー消費率が下がっているのかを調べた結果があるとはっきりするのではないかと考えられる。

2018年1月23日火曜日

Nature Podcast(2016/05/12) Zika link confirmed

担当 : 甲斐
参加者 : 7人

概要
2007年に、Aedes aegyptiの蚊によって誘発されたZIKVは、ミクロネシアのヤップ島で初めての流行を引き起こした。2013年には、ZIKVはブラジルに達し、後に南米および中米の他の国にも広がっているブラジルでは、ウイルスは小頭ならびにギラン・バレー症候群などの他の重篤な神経疾患を含む先天性奇形と関連付けられた臨床的な証拠があるにもかかわらず、ブラジルのZIKV(ZIKV BR)株が先天異常を引き起こすことを示す直接的な実験的証拠は存在しない。研究で、ZIKV BRが胎児に感染し、マウスにおいて小頭症の兆候を含む子宮内発育制限を引き起こすこと、ウイルスはヒト皮質前駆細胞に感染し、細胞死の増加をもたらすこと、ヒト脳オルガノイドの感染が、増殖領域の減少および皮質層の破壊をもたらすことが分かった。

議論点
感染症が流行し始める国の特徴

データと理屈の2方向から考える。

・データ
感染症の発祥地
swine flu (メキシコ)
エボラ出血熱 (スーダン及びコンゴ)
鳥インフルエンザ(H5N1) (香港)

・理屈
寒い場所では病気を媒介する生物が少ない
→病気が拡大しないため有名にならない可能性
→ジャングルなど生物の多い場所で流行するのではないか
自然宿主の多さも関係している可能性

ヒトに感染する場合ある程度ヒトに近い生物が多いのではないか
蚊の媒介する病気の多さ
→ヒトからヒトへの感染が容易な環境

まとめ
今回の議論をもとに考えると、感染症が流行し始める国の特徴としては、生物の多さ及び自然宿主の多さがあげられる。また、ヒトからヒトへの感染が容易である(ヒトの出入りの多さや接触の多さ)環境が条件ではないかと考えられる。